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Medidor de Ângulo de Contato X Caneta de Tratamento
O que os olhos não veem, nossos equipamentos determinam.
Ângulo de Contato X Caneta de Tratamento
Medir o ângulo de contato com canetas de tratamento é a maneira mais rápida e simples de realizar essa análise mas já parou para pensar que a interpretação pode não ser correta? Afinal, cada pessoa poderá interpretar de uma maneira e isso é normal, somos humanos e não máquinas.
Medição do Ângulo de Contato
O PGX+ utiliza uma gota de líquido (por exemplo, água) aplicada a superfície do substrato para determinar propriedades específicas para a camada superficial do material. Isso geralmente é chamado de ângulo de contato, medição usando o “método da gota séssil”.
O ângulo de contato é medido como o ângulo interno entre a base e a tangente no ponto de contato entre o líquido e a superfície. Esse calor corresponde ao nível de energia da superfície no equilíbrio do sistema formado entre o líquido e o sólido, nas condições: superfície lisa, não porosa e homogênea. Além disso o líquido não pode reagir quimicamente com o substrato.
A relação entre o ângulo de contato estático e a força da energia da superfície foram definidas por Young, tensões interfaciais:
γSV = γSL + γLV cos θ;
Onde,
γSV = sólido- interação de vapor
γSL =sólido – interação de líquido
γLV = líquido – interação do vapor
“Umedecimento” é obtido se o ângulo de contato for ≤ 90°
Ângulos de contato estáticos
Um ângulo de contato estático ocorre onde a gota de água atinge uma condição de “equilíbrio” e as dimensões da gota de líquido não mude com o tempo. Essa situação normalmente ocorre para um substrato não absorvente (por exemplo: placa de recipiente de líquido, papéis de liberação). Também ocorreria quando uma gota de água fosse aplicada a uma cópia de papel devido à sua ‘hidrofobicidade” (repelência à água).
O valor do ângulo de contato estático é válido para superfícies lisas e não porosas, não penetrando pelo líquido de teste. O ângulo de contato estático revelará se é obtido umedecimento (ângulo de contato ≤ 90°) ou não. As imagens anexadas de ângulo de contato estáticos são capturados a partes de gostas de água aplicadas refletindo a superfície plástica para fins ilustrativos.
Por definição, a linha de base é a seção mais baixa da gota repousando sobre a superfície de teste.
Conversores, extrusores de filme e impressores precisam medir a qualidade e consistência do tratamento do filme para garantir a aderência adequada do líquido ao substrato.
Para a maioria das empresas as canetas de solução são utilizadas para fornecer essa medida. Fluídos de teste para superfície são os métodos mais econômicos e comumente usado para verificar as propriedades da superfície. Contudo, existem inúmeras desvantagens com esses dispositivos. Os resultados dos testes usando as canetas são extremamente variáveis devido à interpretação do operador, apresentam uma ampla gama de imprecisões, secagem, envelhecimento e frequentemente são contaminadas pelo uso.
As canetas de solução aplicam o líquido de teste e depois “gruda” na superfície. Isto é o que chamamos de “ângulo de contato recuado”, o que é o menor ângulo de contato possível para uma dada superfície. Se você gentilmente aplica uma pequena quantidade de líquido em um substrato que ele absorve pela gravidade (pequena força) e pelo umedecimento da superfície. Este é o “ângulo de contato avançado” e o ângulo de contato mais alto para uma determinada superfície.
A diferença entre esses dois ângulos de contato é chamado de “histerese umectante” e é diferente para diferentes materiais. Superfícies muito hidrofóbicas têm, em geral, uma histerese umectante muito baixa.
Além disso, as canetas de solução são facilmente contaminadas, pois a ponta coleta facilmente contaminantes da superfície de teste. Isso reduzirá a tensão superficial do líquido de teste dentro da caneta, e por sua vez, indicará incorretamente um ângulo de contato mais baixo = maior energia superficial = maior hidrofobicidade na superfície.
As canetas de tratamento são muito utilizadas por diversas empresas para validar a qualidade de seus materiais mas assim como em qualquer situação em que a decisão final é feita pela interpretação de uma pessoa, sabemos que corremos o risco de termos um falso resultado, já que somos humanos e não equipamentos calibrados para uma análise 100% eficaz.
O investimento em equipamentos para assegurar a qualidade proporcionam em um curto prazo de tempo maior lucratividade já que seus produtos serão liberados apenas após a verificação por um equipamento dentro de um resultado dentro do esperado eliminando possíveis desapontamentos do seu cliente e devolução de produtos.
FAQ
Perguntas frequentes sobre o Medidor de Ângulo de Contato
As medições com a caneta dependem da interpretação do usuário ao observar o comportamento do umedecimento à medida que o líquido é aplicado no material. O resultado é muito subjetivo a uma interpretação visual. A medição do ângulo de contato com o PGX+ da TMI – Testing Machine, fornece resultado de testes calibrados e rastreáveis, com base em princípios científicos de medição bem estabelecidos e independente do operador.
O PGX+ é comumente utilizado para investigar o efeito da modificação da superfície após tratamento com plasma ou limpeza química. As aplicações podem incluir: filme plástico, vidro, pastilha de silicone, eletrônicos e produtos de papel.
O procedimento é muito simples. É aplicado apenas uma gota de água na superfície da última camada.
